ITRN20130032A1 - Dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente almeno un circuito stampato. - Google Patents

Description

Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

Titolare: REBERNIG SUPERVISIONI SRL, Viale G. Fanin, 48 –

40127 Bologna(BO), Italia.

Titolo: Dispositivo elettrico e/o elettronico

comprendente almeno un circuito stampato.

5 * * * * *

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo

elettrico e/o elettronico comprendente almeno un circuito

stampato. La presente invenzione è stata realizzata con 10 particolare riferimento ai dispositivi di illuminazione,

più preferibilmente a quelli per illuminazione pubblica,

come l’illuminazione di strade e gallerie, tuttavia non

si escludono altre applicazioni. La presente invenzione è

particolarmente adatta a dispositivi elettrici e/o 15 elettronici comprendenti LED, tuttavia non si esclude

l’applicazione in associazione ad altri tipi di carichi

elettrici e/o elettronici, nel seguito detti

semplicemente “carichi”, in aggiunta o in alternativa ai

LED.

20 I dispositivi per illuminazione noti sono

comunemente realizzati secondo lo schema di figura 1.

Come si noterà, il generico dispositivo per

illuminazione mostrato è indicato nel suo complesso con

il numero di riferimento 1, e comprende un ingresso 5 per 25 il collegamento elettrico ad una sorgente di Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

alimentazione 3, quale ad esempio la rete elettrica di

fornitura pubblica, che generalmente eroga corrente ad

alto voltaggio, ad esempio maggiore di 100V, comunemente

a 100-120V 220-240V o 390-410V, e detto nel seguito per 5 semplicità e per Nostra convenzione, ad alta tensione.

La corrente ad alta tensione dall’ingresso 5

passa ad un primo stadio 8 di

filtraggio/protezione/raddrizzamento. Successivamente la

corrente transita attraverso uno stadio di regolazione 10 del fattore di potenza 10 (detto PFC=Power Factor

Corrector). Successivamente si passa ad un trasformatore

12 che abbassa la tensione, ad esempio a 24-48V, e di

fatto funge da elemento di separazione tra due circuiti

13 e 14, detti per semplicità rispettivamente ad alta 15 tensione e a bassa tensione.

Il circuito a bassa tensione 14 a valle del

trasformatore 12 alimenta uno o più carichi 20, ad

esempio LED, gestiti da dispositivi di controllo 15 detti

“driver”. I LED 20 appartengono ad un circuito stampato 20 30 detto comunemente PCB.

Questo tipo di sistema di alimentazione è

utilizzato da moltissimi anni, tuttavia a fronte delle

moderne esigenze risulta avere vari svantaggi. Questo

sistema ha infatti una bassa efficienza a causa 25 dell’elevato numero dei componenti, che inevitabilmente Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

hanno un rendimento e quindi sono soggetti a perdite di

energia. Inoltre, un numero di componenti elevato è

soggetto ad una maggiore probabilità di guasti, quindi è

meno affidabile.

5 La richiedente nota inoltre che, nel caso di

LED, o carichi simili, posti in serie con il

trasformatore, c’è un esplicito limite al loro numero a

causa della bassa tensione del circuito 14. L’unica

soluzione ad oggi possibile per aumentare il numero dei 10 carichi applicabili è quello di aumentare il numero dei

trasformatori e/o driver, e quindi di moltiplicare i

circuiti a bassa tensione. Ciò tuttavia aumenta il numero

dei componenti e quindi abbassa ulteriormente

l’efficienza e affidabilità, aumentando i costi di 15 gestione, oltre che ovviamente quelli costruttivi.

Si nota anche che la soluzione nota richiede

molto spazio, contrariamente alla sempre crescente

richiesta di miniaturizzazione.

Uno scopo generale della presente invenzione è 20 quindi quello di risolvere del tutto o in parte i

problemi della tecnica nota.

Uno scopo preferito della presente invenzione è

quello di fornire un dispositivo elettrico e/o

elettronico di maggiore efficienza.

25 Un altro scopo preferito della presente Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico

e/o elettronico con un numero di componenti minore.

Un ulteriore scopo preferito della presente

invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico 5 e/o elettronico che comprenda un numero di carichi

maggiore.

Un altro ulteriore scopo della presente

invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico

e/o elettronico di elevata sicurezza per le persone e di 10 elevata affidabilità.

Secondo un suo primo aspetto generale,

considerato sia associabile che indipendente da altri

aspetti generali, la presente invenzione riguarda

l’isolamento elettrico di un dispositivo elettrico e/o 15 elettronico. In particolare l’invenzione si riferisce ad

un dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente

- almeno una sorgente di corrente elettrica o

almeno un ingresso per il collegamento elettrico ad

almeno una sorgente di corrente elettrica,

20 - un circuito stampato

caratterizzato dal fatto che è privo di un

dispositivo trasformatore posto tra la almeno una

sorgente e l’almeno un circuito stampato, e il circuito

stampato è almeno in parte elettricamente isolato.

25 La richiedente ha infatti intuito che spostando Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

la funzione di isolamento elettrico dei carichi dal

trasformatore direttamente al circuito stampato stesso si

hanno numerosi vantaggi, tra cui la riduzione dei

componenti e la possibilità di alimentare un numero di 5 carichi maggiore grazie alla maggiore tensione

disponibile.

Preferibilmente l’almeno un circuito stampato è

alimentato sostanzialmente con la stessa tensione della

sorgente elettrica e/o dell’ingresso per il collegamento 10 elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica.

Ad esempio è possibile realizzare il dispositivo come un

unico circuito sostanzialmente alla stessa tensione.

Secondo alcune forme di attuazione preferite

dell’invenzione il circuito stampato è almeno in parte 15 elettricamente isolato mediante almeno due porzioni

elettricamente isolanti, sovrapposte nel senso del suo

spessore, disposte a ricoprire almeno parzialmente almeno

una pista esterna di contatto elettrico del circuito

stampato, dal suo lato rivolto verso l’esterno.

20 Si osserva in generale che le almeno due porzioni

possono almeno essere considerate avere effetto

elettricamente isolante ai fini della presente invenzione

se la parete da loro formata sottoposta, nel senso della

loro sovrapposizione, a una ddp di 400V è attraversata da 25 una corrente inferiore a 30mA

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La richiedente ha infatti sperimentalmente

rilevato che la presenza di almeno due porzioni isolanti

offre un livello di isolamento elettrico superiore e

quindi molto sicuro.

5 Secondo una caratteristica generale preferibile

il circuito stampato comprende almeno un lato almeno

parzialmente termicamente conduttivo, destinato ad andare

in contatto con un dissipatore di calore, dove in

corrispondenza di detto lato di contatto è presente una 10 porzione di interfaccia elasticamente deformabile e

termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del

circuito stampato al dissipatore e il trasferimento ad

esso del suo calore.

In tale maniera è possibile gestire 15 vantaggiosamente anche la dissipazione termica in quanto

la porzione di interfaccia elasticamente deformabile

assicura una maggiore aderenza e quindi una maggiore

superficie di scambio termico con il dissipatore.

Secondo alcune forme di attuazione 20 particolarmente vantaggiose del dispositivo, la porzione

di interfaccia elasticamente deformabile è anche

elettricamente isolante e coincide con una di almeno due

porzioni elettricamente isolanti del PCB sovrapposte tra

loro nel senso dello spessore.

25 In tal caso preferibilmente dette almeno due Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

porzioni elettricamente isolanti sono interposte tra

almeno una pista di collegamento elettrico del circuito

stampato e il dissipatore, dove la porzione più distale

rispetto alle piste è elasticamente più deformabile della 5 porzione più prossimale e realizza detta porzione di

interfaccia.

Secondo alcune forme di attuazione preferite il

dispositivo elettrico e/o elettronico è un dispositivo di

illuminazione comprendente almeno un dissipatore di 10 calore ad alette di raffreddamento, e il circuito

stampato comprende una pluralità di LED disposti in

corrispondenza di una pluralità di dette alette. In

particolare i LED sono allineati con dette alette così da

trasmettere ad esse il calore generato in maniera più 15 diretta.

Secondo un suo secondo aspetto generale,

considerato sia associabile che indipendente da altri

aspetti generali, l’invenzione riguarda l’isolamento

elettrico dei circuiti stampati.

20 In particolare l’invenzione si riferisce ad un

circuito stampato a forma sostanzialmente di tavoletta

avente due lati principali opposti in direzione dello

spessore della tavoletta, il circuito stampato

comprendendo una pluralità di piste di collegamento 25 elettrico, caratterizzato dal fatto che almeno una pista, Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

procedendo nella direzione dello spessore e secondo un

verso che va dall’interno del circuito stampato verso una

zona esterna ad uno dei due lati principali, non è

sormontata in detto verso da nessuna altra pista ed è 5 detta pertanto per semplicità “pista esterna”,

caratterizzato dal fatto che detta almeno una pista

esterna è almeno in parte elettricamente isolata da detta

zona esterna da almeno due porzioni elettricamente

isolanti sovrapposte tra loro in detta direzione dello 10 spessore.

Vantaggiosamente quindi il circuito stampato

secondo la presente invenzione ha almeno un lato

principale elettricamente isolato rispetto ad una sua

zona esterna da almeno due strati elettricamente 15 isolanti.

Preferibilmente dette almeno due porzioni

elettricamente isolanti formano una parete elettricamente

isolante che copre interamente almeno uno di detti due

lati principali, tuttavia non si esclude che l’area 20 elettricamente isolata possa essere minore di un intero

lato principale.

In generale è preferibile che le porzioni

elettricamente isolanti siano strati diversi di uno

stesso materiale o di materiali diversi, oppure che siano 25 porzioni di uno stesso strato di materiale ciascuna con Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche diverse

dall’altra porzione.

Secondo un suo terzo aspetto generale,

considerato sia associabile che indipendente da altri 5 aspetti generali, l’invenzione riguarda la conducibilità

termica dei circuiti stampati.

In particolare l’invenzione si riferisce ad un

circuito stampato caratterizzato dal fatto che comprende

almeno una porzione di trasmissione del calore ad una 10 zona esterna del circuito, detta porzione essendo

realizzata con un materiale termicamente conduttivo ed

elasticamente deformabile, posto a formare una

interfaccia del circuito stampato con detta zona esterna.

Ad esempio detta interfaccia è la porzione più esterna di 15 un lato principale del circuito stampato.

Vantaggiosamente tale circuito stampato è in grado di

trasmettere all’esterno il calore che genera molto

efficacemente in quanto il materiale elasticamente

deformabile è ad esempio in grado di aderire ad un 20 dissipatore, ottimizzando il contatto e quindi la

trasmissione termica.

Si ribadisce che questo terzo aspetto può essere

associato o indipendente da un aspetto di isolamento

elettrico del circuito stampato.

25 Nel caso in cui sia presente anche un isolamento Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

elettrico, è preferibile che la porzione di interfaccia

sia anche elettricamente isolante e/o posta almeno su una

porzione elettricamente isolante. Ad esempio la porzione

di interfaccia può coincidere con una delle almeno due 5 porzioni elettricamente isolanti descritte con

riferimento al secondo aspetto dell’invenzione su

menzionato.

Secondo un suo quarto aspetto generale,

considerato sia associabile che indipendente da altri 10 aspetti generali, la presente invenzione riguarda la

realizzazione della finitura superficiale dei circuiti

stampati. In particolare essa riguarda un procedimento di

realizzazione di un circuito stampato comprendente le

fasi di predisporre almeno una tavoletta rigida di 15 supporto con almeno due lati principali esterni nel senso

dello spessore della tavoletta, su almeno uno dei quali è

posta una pluralità di piste di contatto elettrico,

caratterizzato dal fatto che almeno una zona con almeno

una pista di detto almeno un lato principale è ricoperta 20 con almeno un primo strato di materiale di livellamento

in maniera tale da formare una prima superficie

sostanzialmente piatta, successivamente su detta

superficie sostanzialmente piatta si applica almeno un

secondo strato di materiale, uguale o diverso da detto 25 materiale di livellamento, a formare una seconda Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

superficie sostanzialmente piatta.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della

presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente

descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione 5 preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati e

data a titolo indicativo e non limitativo. In tali

disegni:

- la figura 1 è una rappresentazione schematica

di un dispositivo per illuminazione noto comprendente LED 10 saldati su un circuito stampato noto;

- la figura 2 è una rappresentazione schematica

di un dispositivo per illuminazione secondo la presente

invenzione;

- le figure 3a e 3b mostrano schematicamente ed 15 in vista prospettica rispettivi lati principali di un

PCB;

- le figure 4a e 4b mostrano schematicamente in

vista prospettica i due lati principali di un PCB secondo

la presente invenzione;

20 - le figure da 5 a 16 rappresentano le fasi di

realizzazione del PCB di figura 4 attraverso sezioni

schematiche;

- le figure da 17 a 20 rappresentano

schematicamente forme di attuazione alternative di 25 circuiti stampati secondo la presente invenzione; e Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

- la figura 21 rappresenta schematicamente

secondo una vista in sezione una parte di un dispositivo

di illuminazione secondo la presente invenzione.

Nel seguito saranno descritte forme di attuazione 5 e varianti della presente invenzione, dove elementi

uguali o simili a quelli illustrati in figura 1 con

riferimento alla tecnica nota saranno indicati con lo

stesso numero di riferimento.

Nel seguito utilizzeremo inoltre la sigla PCB in 10 maniera generalizzata per indicare un qualsiasi tipo di

circuito stampato.

Con riferimento alla figura 2, è mostrato un

dispositivo elettrico e/o elettronico 101 che differisce

dal dispositivo 1 di figura 1 per il fatto che non 15 comprende alcun trasformatore, per cui coincide con un

unico circuito 113 dove tutte le parti cono poste

sostanzialmente alla stessa tensione, sostanzialmente

coincidente con la tensione della sorgente di

alimentazione 3 (dove “sostanzialmente” significa che va 20 tenuto in debito conto almeno il passaggio negli stadi 8

e 10). Detta tensione (o detta tensione dopo il passaggio

in detti stadi) è preferibilmente ≥ (maggiore o uguale

di) 100V, più preferibilmente ≥ 200V e ancora più

preferibilmente ≥ 350V.

25 I LED 20 in questo caso appartengono ad almeno un Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

PCB 130 che differisce dai comuni PCB 30 come quelli di

figura 1 per il fatto che è elettricamente isolato.

Le figure 3a e 3b mostrano, secondo viste

prospettiche da angolazioni diverse, il PCB 30 noto dove 5 si vede la presenza di due lati principali 35 e 40, su

uno dei quali sono saldati alcuni LED 20 e su entrambi i

quali sono presenti piste di collegamento elettrico 45

atte al trasporto della corrente elettrica. Le piste e i

LED sono supportati da una tavoletta rigida di supporto 10 32 Oltre a ciò sono presenti fori 47 di collegamento tra

i due lati 35 e 40. Tutto questo fa sì che il PCB 30 non

sia elettricamente isolato e abbia superfici esterne

piene di asperità.

In figura 4 è mostrato il PCB 130 di figura 2 in 15 cui si nota che le piste 45 sul lato opposto a quello su

cui sono saldati i LED 20 sono state elettricamente

isolate mediante due strati di copertura elettricamente

isolanti 50 e 60, che inoltre livellano le varie asperità

realizzando una superficie esterna 85 piatta.

20 Lo strato elettricamente isolante più esterno 60

è preferibilmente più elastico dello strato più interno

50, il quale potrebbe anche non esserlo affatto. Ad

esempio è possibile realizzare lo strato di isolamento

interno 50 con una resina epossidica, e lo strato di 25 isolamento esterno 60 con una resina siliconica.

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Maggiori dettagli della copertura di isolamento

elettrico esterna alle piste possono essere compresi dal

procedimento preferito di realizzazione del PCB 130 di

seguito descritto.

5 Con riferimento alla figura 5, in una prima fase

di tale procedimento si predispone una tavoletta di

supporto 32 rivestita da entrambi i lati da rispettivi

strati di rame 70 e 72. La tavoletta 32 è realizzata in

materiale elettricamente isolante ed è preferibilmente 10 rigida. Alcuni nomi commerciali di materiali adatti sono

l’FR4 e il CEM3.

Con riferimento alla figura 6, su almeno uno,

preferibilmente su entrambi i lati viene depositato sul

rame uno strato di materiale fotoreattivo 74 in grado di 15 polimerizzare se sottoposto alla luce. Una pellicola

fotografica 75 contenente le piste che si vogliono

realizzare viene posta sopra al PCB e quindi illuminata

(Le frecce L in figura indicano l’applicazione di luce).

Con riferimento alla figura 7, mediante un bagno 20 chimico si elimina il materiale fotoreattivo non

polimerizzato.

Successivamente, con un secondo bagno chimico si

elimina il rame rimasto scoperto come mostrato in figura

8, quindi si elimina il residuo di materiale foto 25 reattivo 74 ottenendo le piste di rame scoperte 45 come Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

mostrato in figura 9.

La figura 10 mostra le piste 45 su entrambi i

lati del PCB, che si ottengono se si applica il

procedimento ad entrambi gli strati di rame 70 e 72.

5 La figura 11 mostra la realizzazione dei fori di

collegamento 47 tra i due lati principali del PCB.

Nella fase di figura 12, i fori 47 sono riempiti

di rame per creare collegamenti elettrici 48 tra le piste

45 dei due lati opposti.

10 Con riferimento alla figura 13 si nota la fase in

cui si dispone sui due lati uno strato di protezione 77,

ad esempio a fini antiossidanti e di compattazione.

In genere questa è la fase finale di

realizzazione dei PCB 30 noti. Dal momento tuttavia che 15 lo strato di protezione 77 è in genere sottile e in ogni

caso fornisce un isolamento elettrico sostanzialmente

trascurabile, la sua applicazione è per i PCB secondo

l’invenzione opzionale, e il procedimento continua con le

fasi di isolamento elettrico seguenti.

20 Con riferimento alla figura 14, su uno dei due

lati principali 140 del PCB si applica lo strato di

materiale elettricamente isolante 50 in maniera da

ricoprire le asperità e formare una prima superficie

piatta 80. Lo strato 50 è solidale al PCB ed e depositato 25 ad esempio per serigrafia.

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Secondo alcune varianti, non si esclude che lo

strato protettivo 77 sia in materiale elettricamente

isolante e deposto a formare lo strato 50 stesso.

Con riferimento alla figura 15, sulla superficie 5 piatta 80 si applica lo strato elettricamente isolante

60, più elasticamente deformabile del sottostante strato

50.

In tale maniera si noterà che gli strati 50 e 60

formano un lato principale 140 del PCB 130 elettricamente 10 isolato per tutta la sua estensione. Secondo alcune

varianti possibili l’estensione della parte isolata del

lato 140 potrebbe essere minore, essendo ad esempio

limitata ad una o più sue zone.

Lo strato 60 fornisce inoltre una superficie 15 piatta 85 utile a fornire un’interfaccia elastica di

contatto con elementi non appartenenti al PCB.

Si osserva che gli strati elettricamente isolanti

50 e 60 preferibilmente sono termicamente conduttivi,

cioè sono in grado di trasmettere calore.

20 Come mostrato in figura 16, sul lato 135 del PCB

opposto al lato elettricamente isolato 140 si applicano i

componenti, ad esempio per saldatura, che possono essere

un qualsiasi tipo di carico, come ad esempio i LED 20.

A questo punto il PCB 130 è ultimato.

25 Nel seguito saranno descritte forme di attuazione Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

alternative e varianti della presente invenzione, dove

elementi uguali o simili a quelli illustrati finora

saranno indicati con lo stesso numero di riferimento o

con lo stesso numero incrementato di 100 o di un suo 5 multiplo.

La figura 17 mostra un PCB 230 secondo una forma

di attuazione alternativa della presente invenzione, che

differisce dal PCB 130 di figura 16 per il fatto che il

lato elettricamente isolato 240 comprende un terzo strato 10 elettricamente isolante 55. Lo strato 55 ad esempio può

essere dello stesso materiale dello strato 50. Secondo

alcune varianti possibili, lo strato elastico più esterno

60 potrebbe non essere elettricamente isolante. In tal

caso secondo alcune di queste varianti potrebbe tuttavia 15 essere termicamente conduttivo.

La figura 18 mostra un PCB 330 secondo

un’altra forma di attuazione alternativa della presente

invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto

che comprende più strati di rame 70, 72 e 73 e di 20 tavolette di supporto 32 e 33. Ciò fa sì che vi siano

piste 45 disposte su più di due livelli rispetto allo

spessore.

Come si noterà, procedendo nella direzione S

dello spessore e secondo un verso che va dall’interno del 25 PCB 330 verso la zona 341 esterna al lato elettricamente Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

isolato 340 si incontra uno strato di piste 45e più

vicine a detta zona esterna 341, cioè tale per cui non ci

sono altre piste interposte tra esse e tale zona esterna.

per tale motivo le piste 45e sono dette “piste esterne”.

5 Sulle piste esterne può essere posto

opzionalmente lo spessore di materiale protettivo 77, ma

ciò che conta ai fini della presente invenzione è che

esse sono sormontate da due strati elettricamente isolati

50 e 60.

10 Si osserva che anche le piste 45 delle forme di

attuazione precedentemente descritte e ricoperte dai due

strati elettricamente isolanti 50 e 60 sono da

considerarsi “esterne”, in quanto non sormontate da altre

piste procedendo dall’interno del PCB verso detti strati 15 isolanti 50 e 60, ma tale descrizione è stata precedente

omessa in quanto ritenuta superflua per la comprensione

di quei casi.

La figura 19 mostra un PCB 430 secondo un’altra

forma di attuazione alternativa della presente 20 invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto

che comprende un solo strato di rame 70 e quindi un solo

livello di piste 45 disposte su un lato 435 della

tavoletta 32 su cui sono disposti anche i LED 20. Dal

momento che la tavoletta di supporto 32 è necessariamente 25 in un materiale elettricamente isolante, per isolare Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

elettricamente secondo la presente invenzione le piste e

i carichi sul lato elettricamente isolante 440 è

sufficiente aggiungere su questo lato uno dei due strati

50 o 60 alla tavoletta 32. Anche queste piste vanno 5 considerate “esterne” nel senso precedentemente detto.

La figura 20 mostra un PCB 530 secondo una

ulteriore forma di attuazione alternativa della presente

invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto

che non comprende un doppio strato elettricamente 10 isolante sul lato 540 opposto ai LED 20 ma solo uno

strato 60 elasticamente deformabile (secondo alcune

varianti possibili detto strato può anche non essere

elettricamente isolante).

Questa forma di attuazione può essere utilizzata 15 ad esempio quando non vi siano particolari esigenze di

isolamento elettrico ma si desideri una interfaccia

elastica 85 ad esempio per aumentare l’aderenza ad un

altro componente. Nel caso in cui lo strato elasticamente

deformabile 60 sia termicamente conduttivo ciò può 20 facilitare la dissipazione del calore del PCB per

trasmissione ad un altro corpo in contatto con

l’interfaccia 80.

Con riferimento ora alla figura 21 è illustrata

con maggior dettaglio la parte di un dispositivo 25 elettrico e/o elettronico 101 di figura 2 in cui è Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

applicato un PCB 130.

Tale dispositivo elettrico e/o elettronico è un

dispositivo di illuminazione e comprende oltre al PCB 130

anche un dispositivo dissipatore di calore 90. Il 5 dissipatore 90 ha una serie di alette di raffreddamento

91, e i LED 20 sono disposti in allineamento almeno ad

alcune di dette alette. Il calore è trasmesso dai LED

alle alette grazie al contatto della superficie di

interfaccia elastica e termicamente conduttiva 85 con il 10 fondo 86 del dissipatore 90. Il calore in particolare

raggiunge tale interfaccia grazie al fatto che gli strati

elettricamente isolanti 50 e 60 sono termicamente

conduttivi. Si osserva inoltre che i collegamenti

elettrici 48 tra i vari livelli di piste 45 possono 15 favorire essi stessi il passaggio del calore verso gli

strati elettricamente isolanti 50 e 60.

Sebbene sin qui si siano descritte solo forme di

attuazione e varianti con un solo lato del PCB

elettricamente isolato, non si escludono forme di 20 attuazione con entrambi i lati principali totalmente o

parzialmente elettricamente isolati con almeno due strati

di materiale elettricamente isolante a ricoprire almeno

parzialmente detti lati. In tal caso preferibilmente gli

strati elettricamente isolanti sono assenti in 25 corrispondenza dei LED e/o di altri carichi. E’ anche Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

possibile avere LED e/o altri carichi su entrambi i lati

principali del PCB.

Si osserva anche che, sebbene si sia sin qui

descritta la presenza di almeno due strati di isolamento 5 elettrico, è più adeguato parlare di porzioni di

isolamento, comprendendo in questo modo sia il caso in

cui le porzioni siano strati, sia quello in cui, in

aggiunta o in alternativa, esse siano zone diversificate

di uno stesso strato. Ad esempio le porzioni di uno 10 stesso strato di materiale potrebbero in tal senso avere

ciascuna proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche

diverse l’una dall’altra.

In generale si osserva anche che sin qui gli

unici carichi appartenenti al PCB che sono stati 15 descritti sono i LED, tuttavia in aggiunta o in

alternativa ad essi qualsiasi tipo di carico può essere

utilizzato.

Sempre in via generale si osserva che sebbene la

serigrafia sia ad oggi la tecnologia preferita per 20 applicare le porzioni elettricamente isolanti al PCB, in

quanto garantisce che esse rimangano solidali ed aderenti

nel tempo, non si esclude nessuna altra metodologia,

compresa l’applicazione in forma di nastri adesivi e/o

l’incollaggio e/o la fusione e/o il costampaggio. Sebbene 25 siano quindi preferite soluzioni in cui le porzioni di Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B

isolamento 50 e 60 aderiscono totalmente tra loro (cioè

su tutta la loro superficie) in maniera permanente, non

si esclude nemmeno che una o più di loro non siano

solidali al PCB, pur essendo considerate parte di esso ai 5 fini dell’invenzione. Ad esempio la porzione di

interfaccia elasticamente deformabile 60 potrebbe essere

un tappeto elastico appoggiato allo strato elettricamente

isolante di livellamento 50.

Infine si osserva che sebbene si siano fin qui 10 descritti isolamenti costituiti da 2 o 3 strati o

porzioni elettricamente isolanti sovrapposte nel senso

dello spessore, il loro numero può essere anche maggiore.

Naturalmente, le forme di attuazione e le

varianti sin qui descritte ed illustrate sono a puro 15 scopo esemplificativo ed un tecnico del ramo, per

soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà

apportare numerose modifiche e varianti, tra cui ad

esempio la combinazione di dette forme di attuazione e

varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di 20 protezione della presente invenzione quale definito dalle

seguenti rivendicazioni.

Claims (3)

1. Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B RIVENDICAZIONI 08.05.2015 1. Dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente 5 - almeno una sorgente di corrente elettrica (3) o almeno un ingresso (5) per il collegamento elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica (3), - un circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) caratterizzato dal fatto che è privo di un 10 dispositivo trasformatore posto tra la almeno una sorgente (3) e l’almeno un circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530), e il circuito stampato è almeno in parte elettricamente isolato (130, 230, 330, 430, 530). 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, 15 caratterizzato dal fatto che l’almeno un circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) è alimentato sostanzialmente con la stessa tensione della sorgente elettrica e/o dell’ingresso (5) per il collegamento elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica 20 (3). 3. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) è almeno in parte elettricamente isolato mediante almeno due 25 porzioni elettricamente isolanti (50, 60), sovrapposte Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B nel senso del suo spessore (S), disposte a ricoprire almeno parzialmente almeno una pista esterna (45, 45e) di contatto elettrico del circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530). 5 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprende almeno un lato almeno parzialmente termicamente conduttivo (140, 240, 340, 440, 540), destinato ad andare 10 in contatto con un dissipatore di calore (90), dove in corrispondenza di detto lato di contatto è presente una porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile e termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) al 15 dissipatore (90) e il trasferimento ad esso del suo calore. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile è elettricamente isolante 20 e coincide con una delle almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) della rivendicazione 3. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che è un dispositivo di illuminazione (101) comprendente almeno 25 un dissipatore di calore (90) ad alette di raffreddamento Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B (91), e il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprende una pluralità di LED (20) disposti in corrispondenza di una pluralità di dette alette (91). 7. Circuito stampato a forma sostanzialmente di 5 tavoletta avente due lati principali (135, 235, 335, 435, 535, 140, 240, 340, 440, 540) opposti in direzione dello spessore della tavoletta, il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprendendo una pluralità di piste di collegamento elettrico (45, 45e), caratterizzato dal 10 fatto che almeno una pista (45, 45e), procedendo nella direzione dello spessore (S) e secondo un verso che va dall’interno del circuito stampato verso una zona esterna (341) ad uno dei due lati principali (135, 235, 335, 435, 535, 140, 240, 340, 440, 540), non è sormontata in detto 15 verso da nessuna altra pista ed è detta pertanto per semplicità “pista esterna” (45, 45e), caratterizzato dal fatto che dove detta almeno una pista esterna (45, 45e) è almeno in parte elettricamente isolata da detta zona esterna da almeno due porzioni elettricamente isolanti 20 (50, 60) sovrapposte tra loro in detta direzione dello spessore (S). , caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprende almeno un lato almeno parzialmente termicamente conduttivo (140, 240, 340, 440, 540), destinato ad andare in contatto con 25 un dissipatore di calore (90), dove in corrispondenza di Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B detto lato di contatto è presente una porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile e termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) al dissipatore (90) e il 5 trasferimento ad esso del suo calore. 8. Circuito secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) e la porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile e termicamente 10 conduttiva sono poste su uno stesso lato della tavoletta. 9. Circuito secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che la porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile è elettricamente isolante e coincide con una delle almeno due porzioni 15 elettricamente isolanti (50, 60). 10 8. Circuito come nella rivendicazione 7 o 8 o 9 precedente, caratterizzato dal fatto che dette almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) formano una parete elettricamente isolante che copre interamente 20 almeno uno di detti due lati principali (135, 235, 335, 435, 535, 140, 240, 340, 440, 540). 11 9. Circuito secondo la rivendicazione 7 o 8 o 9 o 10, caratterizzato dal fatto che le porzioni elettricamente isolanti (50, 60) sono strati diversi di 25 uno stesso materiale o di materiali diversi, oppure sono Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B porzioni di uno stesso strato di materiale ciascuna con proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche diverse dall’altra porzione. 12 10. Circuito stampato secondo una qualsiasi 5 delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che comprende almeno una porzione di trasmissione del calore (60) ad una zona esterna del circuito (341), detta porzione essendo realizzata con un materiale termicamente conduttivo ed elasticamente deformabile, posto a formare 10 una interfaccia (85) del circuito stampato con detta zona esterna (341). 13 11. Circuito secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta porzione di interfaccia (60, 85) è anche elettricamente isolante e/o 15 è posta almeno su una porzione elettricamente isolante (50). 14 12. Circuito secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la porzione di interfaccia (60, 85) coincide con una delle almeno due 20 porzioni elettricamente isolanti (50, 60) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9 10. 15 13. Procedimento di realizzazione di un circuito stampato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di 25 predisporre almeno una tavoletta (32, 33) rigida di Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B supporto con almeno due lati principali esterni nel senso dello spessore (S) della tavoletta, su almeno uno dei quali è posta una pluralità di piste di contatto elettrico (45, 45e), caratterizzato dal fatto che almeno 5 una zona (140, 240, 340, 440, 540) con almeno una pista (45, 45e) di detto almeno un lato principale è ricoperta con almeno un primo strato di materiale di livellamento (50) in maniera tale da formare una prima superficie sostanzialmente piatta (80), successivamente su detta 10 superficie sostanzialmente piatta (80) si applica almeno un secondo strato di materiale (60), uguale o diverso da detto materiale di livellamento, a formare una seconda superficie sostanzialmente piatta (85). 15 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B RIVENDICAZIONI 08.05.2015 1. Dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente 5 - almeno una sorgente di corrente elettrica (3) o almeno un ingresso (5) per il collegamento elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica (3), - un circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) caratterizzato dal fatto che è privo di un 10 dispositivo trasformatore posto tra la almeno una sorgente (3) e l’almeno un circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530), e il circuito stampato è almeno in parte elettricamente isolato (130, 230, 330, 430, 530).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, 15 caratterizzato dal fatto che l’almeno un circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) è alimentato sostanzialmente con la stessa tensione della sorgente elettrica e/o dell’ingresso (5) per il collegamento elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica 20 (3).
3. 3. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) è almeno in parte elettricamente isolato mediante almeno due 25 porzioni elettricamente isolanti (50, 60), sovrapposte - 1 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B nel senso del suo spessore (S), disposte a ricoprire almeno parzialmente almeno una pista esterna (45, 45e) di contatto elettrico del circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530). 5 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprende almeno un lato almeno parzialmente termicamente conduttivo (140, 240, 340, 440, 540), destinato ad andare 10 in contatto con un dissipatore di calore (90), dove in corrispondenza di detto lato di contatto è presente una porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile e termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) al 15 dissipatore (90) e il trasferimento ad esso del suo calore. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile è elettricamente isolante 20 e coincide con una delle almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) della rivendicazione 3. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che è un dispositivo di illuminazione (101) comprendente almeno 25 un dissipatore di calore (90) ad alette di raffreddamento - 2 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B (91), e il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprende una pluralità di LED (20) disposti in corrispondenza di una pluralità di dette alette (91). 7. Circuito stampato a forma sostanzialmente di 5 tavoletta avente due lati principali (135, 235, 335, 435, 535, 140, 240, 340, 440, 540) opposti in direzione dello spessore della tavoletta, il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprendendo una pluralità di piste di collegamento elettrico (45, 45e), caratterizzato dal 10 fatto che almeno una pista (45, 45e), procedendo nella direzione dello spessore (S) e secondo un verso che va dall’interno del circuito stampato verso una zona esterna (341) ad uno dei due lati principali (135, 235, 335, 435, 535, 140, 240, 340, 440, 540), non è sormontata in detto 15 verso da nessuna altra pista ed è detta pertanto per semplicità “pista esterna” (45, 45e), dove detta almeno una pista esterna (45, 45e) è almeno in parte elettricamente isolata da detta zona esterna da almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) sovrapposte 20 tra loro in detta direzione dello spessore (S) , caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) comprende almeno un lato almeno parzialmente termicamente conduttivo (140, 240, 340, 440, 540), destinato ad andare in contatto con un dissipatore 25 di calore (90), dove in corrispondenza di detto lato di - 3 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B contatto è presente una porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile e termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del circuito stampato (130, 230, 330, 430, 530) al dissipatore (90) e il trasferimento ad esso 5 del suo calore. 8. Circuito secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) e la porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile e termicamente 10 conduttiva sono poste su uno stesso lato della tavoletta. 9. Circuito secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che la porzione di interfaccia (85) elasticamente deformabile è elettricamente isolante e coincide con una delle almeno due porzioni 15 elettricamente isolanti (50, 60). 10. Circuito come nella rivendicazione 7 o 8 o 9, caratterizzato dal fatto che dette almeno due porzioni elettricamente isolanti (50, 60) formano una parete elettricamente isolante che copre interamente almeno uno 20 di detti due lati principali (135, 235, 335, 435, 535, 140, 240, 340, 440, 540). 11. Circuito secondo la rivendicazione 7 o 8 o 9 o 10, caratterizzato dal fatto che le porzioni elettricamente isolanti (50, 60) sono strati diversi di 25 uno stesso materiale o di materiali diversi, oppure sono - 4 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B porzioni di uno stesso strato di materiale ciascuna con proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche diverse dall’altra porzione. 12. Circuito stampato secondo una qualsiasi delle 5 rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che comprende almeno una porzione di trasmissione del calore (60) ad una zona esterna del circuito (341), detta porzione essendo realizzata con un materiale termicamente conduttivo ed elasticamente deformabile, posto a formare 10 una interfaccia (85) del circuito stampato con detta zona esterna (341). 13. Circuito secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta porzione di interfaccia (60, 85) è anche elettricamente isolante e/o 15 è posta almeno su una porzione elettricamente isolante (50). 14. Circuito secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la porzione di interfaccia (60, 85) coincide con una delle almeno due 20 porzioni elettricamente isolanti (50, 60) di una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10. 15. Procedimento di realizzazione di un circuito stampato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di predisporre almeno 25 una tavoletta (32, 33) rigida di supporto con almeno due - 5 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B lati principali esterni nel senso dello spessore (S) della tavoletta, su almeno uno dei quali è posta una pluralità di piste di contatto elettrico (45, 45e), caratterizzato dal fatto che almeno una zona (140, 240, 5 340, 440, 540) con almeno una pista (45, 45e) di detto almeno un lato principale è ricoperta con almeno un primo strato di materiale di livellamento (50) in maniera tale da formare una prima superficie sostanzialmente piatta (80), successivamente su detta superficie sostanzialmente 10 piatta (80) si applica almeno un secondo strato di materiale (60), uguale o diverso da detto materiale di livellamento, a formare una seconda superficie sostanzialmente piatta (85). 15 - 6 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B Titolare: REBERNIG SUPERVISIONI SRL, Viale G. Fanin, 48 – 40127 Bologna(BO), Italia. Titolo: Dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente almeno un circuito stampato. 5 * * * * * DESCRIZIONE 08.05.2015 La presente invenzione riguarda un dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente almeno un circuito stampato. La presente invenzione è stata realizzata con 10 particolare riferimento ai dispositivi di illuminazione, più preferibilmente a quelli per illuminazione pubblica, come l’illuminazione di strade e gallerie, tuttavia non si escludono altre applicazioni. La presente invenzione è particolarmente adatta a dispositivi elettrici e/o 15 elettronici comprendenti LED, tuttavia non si esclude l’applicazione in associazione ad altri tipi di carichi elettrici e/o elettronici, nel seguito detti semplicemente “carichi”, in aggiunta o in alternativa ai LED. 20 I dispositivi per illuminazione noti sono comunemente realizzati secondo lo schema di figura 1. Come si noterà, il generico dispositivo per illuminazione mostrato è indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 1, e comprende un ingresso 5 per 25 il collegamento elettrico ad una sorgente di - 1 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B alimentazione 3, quale ad esempio la rete elettrica di fornitura pubblica, che generalmente eroga corrente ad alto voltaggio, ad esempio maggiore di 100V, comunemente a 100-120V 220-240V o 390-410V, e detto nel seguito per 5 semplicità e per Nostra convenzione, ad alta tensione. La corrente ad alta tensione dall’ingresso 5 passa ad un primo stadio 8 di filtraggio/protezione/raddrizzamento. Successivamente la corrente transita attraverso uno stadio di regolazione 10 del fattore di potenza 10 (detto PFC=Power Factor Corrector). Successivamente si passa ad un trasformatore 12 che abbassa la tensione, ad esempio a 24-48V, e di fatto funge da elemento di separazione tra due circuiti 13 e 14, detti per semplicità rispettivamente ad alta 15 tensione e a bassa tensione. Il circuito a bassa tensione 14 a valle del trasformatore 12 alimenta uno o più carichi 20, ad esempio LED, gestiti da dispositivi di controllo 15 detti “driver”. I LED 20 appartengono ad un circuito stampato 20 30 detto comunemente PCB. Questo tipo di sistema di alimentazione è utilizzato da moltissimi anni, tuttavia a fronte delle moderne esigenze risulta avere vari svantaggi. Questo sistema ha infatti una bassa efficienza a causa 25 dell’elevato numero dei componenti, che inevitabilmente - 2 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B hanno un rendimento e quindi sono soggetti a perdite di energia. Inoltre, un numero di componenti elevato è soggetto ad una maggiore probabilità di guasti, quindi è meno affidabile. 5 La richiedente nota inoltre che, nel caso di LED, o carichi simili, posti in serie con il trasformatore, c’è un esplicito limite al loro numero a causa della bassa tensione del circuito 14. L’unica soluzione ad oggi possibile per aumentare il numero dei 10 carichi applicabili è quello di aumentare il numero dei trasformatori e/o driver, e quindi di moltiplicare i circuiti a bassa tensione. Ciò tuttavia aumenta il numero dei componenti e quindi abbassa ulteriormente l’efficienza e affidabilità, aumentando i costi di 15 gestione, oltre che ovviamente quelli costruttivi. Si nota anche che la soluzione nota richiede molto spazio, contrariamente alla sempre crescente richiesta di miniaturizzazione. Sono anche noti alcuni brevetti o domande di 20 brevetto elencate qui di seguito che tuttavia non suggeriscono soluzioni specifiche ai problemi su indicati. Dalla domanda di brevetto US2007/0025108 è noto ad esempio un circuito stampato flessibile porta diodi 25 con un generico isolamento elettrico delle piste. - 3 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B Dal brevetto US6362433 è noto un circuito stampato isolato con due o più strati di poliammide a coprire le piste. Da US2003/0044631 è noto un cuscino elastomerico 5 adatto per fare aderire meglio i componenti che disperdono calore, non descrive nello specifico dei PCB. Da EP0322165 è noto un materiale adesivo termicamente conduttivo per collegare componenti elettrici. 10 Da US5394301 è noto un cuscino termicamente isolante elastico fissato su un lato di un PCB opposto a quello dei carichi, per meglio aderire a dispositivi di dissipazione del calore. Da EP0393765 è nota una scheda circuitale con 15 piastra di raffreddamento, dove tra la scheda e la piastra è interposto uno strato di silicone. Dal documento di letteratura "Thermally Conductive Elastomer for cooling" IBM technical disclosure bulletin, vol. 28 n. 4, 1 sept 1985, pagina 20 1490, classificato (XP-001450376) dalla banca dati dell'Ufficio Europeo dei Brevetti, è nota l'applicazione di uno strato di silicone termicamente conduttivo tra un PCB e un dissipatore di calore ad alette Uno scopo generale della presente invenzione è 25 quindi quello di risolvere del tutto o in parte i - 4 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B problemi della tecnica nota. Uno scopo preferito della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico e/o elettronico di maggiore efficienza. 5 Un altro scopo preferito della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico e/o elettronico con un numero di componenti minore. Un ulteriore scopo preferito della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico 10 e/o elettronico che comprenda un numero di carichi maggiore. Un altro ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico e/o elettronico di elevata sicurezza per le persone e di 15 elevata affidabilità. Secondo un suo primo aspetto generale, considerato sia associabile che indipendente da altri aspetti generali, la presente invenzione riguarda l’isolamento elettrico di un dispositivo elettrico e/o 20 elettronico. In particolare l’invenzione si riferisce ad un dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente - almeno una sorgente di corrente elettrica o almeno un ingresso per il collegamento elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica, 25 - un circuito stampato - 5 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B caratterizzato dal fatto che è privo di un dispositivo trasformatore posto tra la almeno una sorgente e l’almeno un circuito stampato, e il circuito stampato è almeno in parte elettricamente isolato. 5 La richiedente ha infatti intuito che spostando la funzione di isolamento elettrico dei carichi dal trasformatore direttamente al circuito stampato stesso si hanno numerosi vantaggi, tra cui la riduzione dei componenti e la possibilità di alimentare un numero di 10 carichi maggiore grazie alla maggiore tensione disponibile. Preferibilmente l’almeno un circuito stampato è alimentato sostanzialmente con la stessa tensione della sorgente elettrica e/o dell’ingresso per il collegamento 15 elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica. Ad esempio è possibile realizzare il dispositivo come un unico circuito sostanzialmente alla stessa tensione. Secondo alcune forme di attuazione preferite dell’invenzione il circuito stampato è almeno in parte 20 elettricamente isolato mediante almeno due porzioni elettricamente isolanti, sovrapposte nel senso del suo spessore, disposte a ricoprire almeno parzialmente almeno una pista esterna di contatto elettrico del circuito stampato, dal suo lato rivolto verso l’esterno. 25 Si osserva in generale che le almeno due porzioni - 6 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B possono almeno essere considerate avere effetto elettricamente isolante ai fini della presente invenzione se la parete da loro formata sottoposta, nel senso della loro sovrapposizione, a una ddp di 400V è attraversata da 5 una corrente inferiore a 30mA La richiedente ha infatti sperimentalmente rilevato che la presenza di almeno due porzioni isolanti offre un livello di isolamento elettrico superiore e quindi molto sicuro. 10 Secondo una caratteristica generale preferibile il circuito stampato comprende almeno un lato almeno parzialmente termicamente conduttivo, destinato ad andare in contatto con un dissipatore di calore, dove in corrispondenza di detto lato di contatto è presente una 15 porzione di interfaccia elasticamente deformabile e termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del circuito stampato al dissipatore e il trasferimento ad esso del suo calore. In tale maniera è possibile gestire 20 vantaggiosamente anche la dissipazione termica in quanto la porzione di interfaccia elasticamente deformabile assicura una maggiore aderenza e quindi una maggiore superficie di scambio termico con il dissipatore. Secondo alcune forme di attuazione 25 particolarmente vantaggiose del dispositivo, la porzione - 7 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B di interfaccia elasticamente deformabile è anche elettricamente isolante e coincide con una di almeno due porzioni elettricamente isolanti del PCB sovrapposte tra loro nel senso dello spessore. 5 In tal caso preferibilmente dette almeno due porzioni elettricamente isolanti sono interposte tra almeno una pista di collegamento elettrico del circuito stampato e il dissipatore, dove la porzione più distale rispetto alle piste è elasticamente più deformabile della 10 porzione più prossimale e realizza detta porzione di interfaccia. Secondo alcune forme di attuazione preferite il dispositivo elettrico e/o elettronico è un dispositivo di illuminazione comprendente almeno un dissipatore di 15 calore ad alette di raffreddamento, e il circuito stampato comprende una pluralità di LED disposti in corrispondenza di una pluralità di dette alette. In particolare i LED sono allineati con dette alette così da trasmettere ad esse il calore generato in maniera più 20 diretta. Secondo un suo secondo aspetto generale, considerato sia associabile che indipendente da altri aspetti generali, l’invenzione riguarda l’isolamento elettrico dei circuiti stampati. 25 In particolare l’invenzione si riferisce ad un - 8 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B circuito stampato a forma sostanzialmente di tavoletta avente due lati principali opposti in direzione dello spessore della tavoletta, il circuito stampato comprendendo una pluralità di piste di collegamento 5 elettrico, caratterizzato dal fatto che almeno una pista, procedendo nella direzione dello spessore e secondo un verso che va dall’interno del circuito stampato verso una zona esterna ad uno dei due lati principali, non è sormontata in detto verso da nessuna altra pista ed è 10 detta pertanto per semplicità “pista esterna”, caratterizzato dal fatto che detta almeno una pista esterna è almeno in parte elettricamente isolata da detta zona esterna da almeno due porzioni elettricamente isolanti sovrapposte tra loro in detta direzione dello 15 spessore. Vantaggiosamente quindi il circuito stampato secondo la presente invenzione ha almeno un lato principale elettricamente isolato rispetto ad una sua zona esterna da almeno due strati elettricamente 20 isolanti. Preferibilmente dette almeno due porzioni elettricamente isolanti formano una parete elettricamente isolante che copre interamente almeno uno di detti due lati principali, tuttavia non si esclude che l’area 25 elettricamente isolata possa essere minore di un intero - 9 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B lato principale. In generale è preferibile che le porzioni elettricamente isolanti siano strati diversi di uno stesso materiale o di materiali diversi, oppure che siano 5 porzioni di uno stesso strato di materiale ciascuna con proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche diverse dall’altra porzione. Secondo un suo terzo aspetto generale, considerato sia associabile che indipendente da altri 10 aspetti generali, l’invenzione riguarda la conducibilità termica dei circuiti stampati. In particolare l’invenzione si riferisce ad un circuito stampato caratterizzato dal fatto che comprende almeno una porzione di trasmissione del calore ad una 15 zona esterna del circuito, detta porzione essendo realizzata con un materiale termicamente conduttivo ed elasticamente deformabile, posto a formare una interfaccia del circuito stampato con detta zona esterna. Ad esempio detta interfaccia è la porzione più esterna di 20 un lato principale del circuito stampato. Vantaggiosamente tale circuito stampato è in grado di trasmettere all’esterno il calore che genera molto efficacemente in quanto il materiale elasticamente deformabile è ad esempio in grado di aderire ad un 25 dissipatore, ottimizzando il contatto e quindi la - 10 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B trasmissione termica. Si ribadisce che questo terzo aspetto può essere associato o indipendente da un aspetto di isolamento elettrico del circuito stampato. 5 Nel caso in cui sia presente anche un isolamento elettrico, è preferibile che la porzione di interfaccia sia anche elettricamente isolante e/o posta almeno su una porzione elettricamente isolante. Ad esempio la porzione di interfaccia può coincidere con una delle almeno due 10 porzioni elettricamente isolanti descritte con riferimento al secondo aspetto dell’invenzione su menzionato. Secondo un suo quarto aspetto generale, considerato sia associabile che indipendente da altri 15 aspetti generali, la presente invenzione riguarda la realizzazione della finitura superficiale dei circuiti stampati. In particolare essa riguarda un procedimento di realizzazione di un circuito stampato comprendente le fasi di predisporre almeno una tavoletta rigida di 20 supporto con almeno due lati principali esterni nel senso dello spessore della tavoletta, su almeno uno dei quali è posta una pluralità di piste di contatto elettrico, caratterizzato dal fatto che almeno una zona con almeno una pista di detto almeno un lato principale è ricoperta 25 con almeno un primo strato di materiale di livellamento - 11 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B in maniera tale da formare una prima superficie sostanzialmente piatta, successivamente su detta superficie sostanzialmente piatta si applica almeno un secondo strato di materiale, uguale o diverso da detto 5 materiale di livellamento, a formare una seconda superficie sostanzialmente piatta. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione 10 preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati e data a titolo indicativo e non limitativo. In tali disegni: - la figura 1 è una rappresentazione schematica di un dispositivo per illuminazione noto comprendente LED 15 saldati su un circuito stampato noto; - la figura 2 è una rappresentazione schematica di un dispositivo per illuminazione secondo la presente invenzione; - le figure 3a e 3b mostrano schematicamente ed 20 in vista prospettica rispettivi lati principali di un PCB; - le figure 4a e 4b mostrano schematicamente in vista prospettica i due lati principali di un PCB secondo la presente invenzione; 25 - le figure da 5 a 16 rappresentano le fasi di - 12 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B realizzazione del PCB di figura 4 attraverso sezioni schematiche; - le figure da 17 a 20 rappresentano schematicamente forme di attuazione alternative di 5 circuiti stampati secondo la presente invenzione; e - la figura 21 rappresenta schematicamente secondo una vista in sezione una parte di un dispositivo di illuminazione secondo la presente invenzione. Nel seguito saranno descritte forme di attuazione 10 e varianti della presente invenzione, dove elementi uguali o simili a quelli illustrati in figura 1 con riferimento alla tecnica nota saranno indicati con lo stesso numero di riferimento. Nel seguito utilizzeremo inoltre la sigla PCB in 15 maniera generalizzata per indicare un qualsiasi tipo di circuito stampato. Con riferimento alla figura 2, è mostrato un dispositivo elettrico e/o elettronico 101 che differisce dal dispositivo 1 di figura 1 per il fatto che non 20 comprende alcun trasformatore, per cui coincide con un unico circuito 113 dove tutte le parti cono poste sostanzialmente alla stessa tensione, sostanzialmente coincidente con la tensione della sorgente di alimentazione 3 (dove “sostanzialmente” significa che va 25 tenuto in debito conto almeno il passaggio negli stadi 8 - 13 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B e 10). Detta tensione (o detta tensione dopo il passaggio in detti stadi) è preferibilmente ≥ (maggiore o uguale di) 100V, più preferibilmente ≥ 200V e ancora più preferibilmente ≥ 350V. 5 I LED 20 in questo caso appartengono ad almeno un PCB 130 che differisce dai comuni PCB 30 come quelli di figura 1 per il fatto che è elettricamente isolato. Le figure 3a e 3b mostrano, secondo viste prospettiche da angolazioni diverse, il PCB 30 noto dove 10 si vede la presenza di due lati principali 35 e 40, su uno dei quali sono saldati alcuni LED 20 e su entrambi i quali sono presenti piste di collegamento elettrico 45 atte al trasporto della corrente elettrica. Le piste e i LED sono supportati da una tavoletta rigida di supporto 15 32 Oltre a ciò sono presenti fori 47 di collegamento tra i due lati 35 e 40. Tutto questo fa sì che il PCB 30 non sia elettricamente isolato e abbia superfici esterne piene di asperità. In figura 4 è mostrato il PCB 130 di figura 2 in 20 cui si nota che le piste 45 sul lato opposto a quello su cui sono saldati i LED 20 sono state elettricamente isolate mediante due strati di copertura elettricamente isolanti 50 e 60, che inoltre livellano le varie asperità realizzando una superficie esterna 85 piatta. 25 Lo strato elettricamente isolante più esterno 60 - 14 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B è preferibilmente più elastico dello strato più interno 50, il quale potrebbe anche non esserlo affatto. Ad esempio è possibile realizzare lo strato di isolamento interno 50 con una resina epossidica, e lo strato di 5 isolamento esterno 60 con una resina siliconica. Maggiori dettagli della copertura di isolamento elettrico esterna alle piste possono essere compresi dal procedimento preferito di realizzazione del PCB 130 di seguito descritto. 10 Con riferimento alla figura 5, in una prima fase di tale procedimento si predispone una tavoletta di supporto 32 rivestita da entrambi i lati da rispettivi strati di rame 70 e 72. La tavoletta 32 è realizzata in materiale elettricamente isolante ed è preferibilmente 15 rigida. Alcuni nomi commerciali di materiali adatti sono l’FR4 e il CEM3. Con riferimento alla figura 6, su almeno uno, preferibilmente su entrambi i lati viene depositato sul rame uno strato di materiale fotoreattivo 74 in grado di 20 polimerizzare se sottoposto alla luce. Una pellicola fotografica 75 contenente le piste che si vogliono realizzare viene posta sopra al PCB e quindi illuminata (Le frecce L in figura indicano l’applicazione di luce). Con riferimento alla figura 7, mediante un bagno 25 chimico si elimina il materiale fotoreattivo non - 15 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B polimerizzato. Successivamente, con un secondo bagno chimico si elimina il rame rimasto scoperto come mostrato in figura 8, quindi si elimina il residuo di materiale foto 5 reattivo 74 ottenendo le piste di rame scoperte 45 come mostrato in figura 9. La figura 10 mostra le piste 45 su entrambi i lati del PCB, che si ottengono se si applica il procedimento ad entrambi gli strati di rame 70 e 72. 10 La figura 11 mostra la realizzazione dei fori di collegamento 47 tra i due lati principali del PCB. Nella fase di figura 12, i fori 47 sono riempiti di rame per creare collegamenti elettrici 48 tra le piste 45 dei due lati opposti. 15 Con riferimento alla figura 13 si nota la fase in cui si dispone sui due lati uno strato di protezione 77, ad esempio a fini antiossidanti e di compattazione. In genere questa è la fase finale di realizzazione dei PCB 30 noti. Dal momento tuttavia che 20 lo strato di protezione 77 è in genere sottile e in ogni caso fornisce un isolamento elettrico sostanzialmente trascurabile, la sua applicazione è per i PCB secondo l’invenzione opzionale, e il procedimento continua con le fasi di isolamento elettrico seguenti. 25 Con riferimento alla figura 14, su uno dei due - 16 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B lati principali 140 del PCB si applica lo strato di materiale elettricamente isolante 50 in maniera da ricoprire le asperità e formare una prima superficie piatta 80. Lo strato 50 è solidale al PCB ed e depositato 5 ad esempio per serigrafia. Secondo alcune varianti, non si esclude che lo strato protettivo 77 sia in materiale elettricamente isolante e deposto a formare lo strato 50 stesso. Con riferimento alla figura 15, sulla superficie 10 piatta 80 si applica lo strato elettricamente isolante 60, più elasticamente deformabile del sottostante strato 50. In tale maniera si noterà che gli strati 50 e 60 formano un lato principale 140 del PCB 130 elettricamente 15 isolato per tutta la sua estensione. Secondo alcune varianti possibili l’estensione della parte isolata del lato 140 potrebbe essere minore, essendo ad esempio limitata ad una o più sue zone. Lo strato 60 fornisce inoltre una superficie 20 piatta 85 utile a fornire un’interfaccia elastica di contatto con elementi non appartenenti al PCB. Si osserva che gli strati elettricamente isolanti 50 e 60 preferibilmente sono termicamente conduttivi, cioè sono in grado di trasmettere calore. 25 Come mostrato in figura 16, sul lato 135 del PCB - 17 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B opposto al lato elettricamente isolato 140 si applicano i componenti, ad esempio per saldatura, che possono essere un qualsiasi tipo di carico, come ad esempio i LED 20. A questo punto il PCB 130 è ultimato. 5 Nel seguito saranno descritte forme di attuazione alternative e varianti della presente invenzione, dove elementi uguali o simili a quelli illustrati finora saranno indicati con lo stesso numero di riferimento o con lo stesso numero incrementato di 100 o di un suo 10 multiplo. La figura 17 mostra un PCB 230 secondo una forma di attuazione alternativa della presente invenzione, che differisce dal PCB 130 di figura 16 per il fatto che il lato elettricamente isolato 240 comprende un terzo strato 15 elettricamente isolante 55. Lo strato 55 ad esempio può essere dello stesso materiale dello strato 50. Secondo alcune varianti possibili, lo strato elastico più esterno 60 potrebbe non essere elettricamente isolante. In tal caso secondo alcune di queste varianti potrebbe tuttavia 20 essere termicamente conduttivo. La figura 18 mostra un PCB 330 secondo un’altra forma di attuazione alternativa della presente invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto che comprende più strati di rame 70, 72 e 73 e di 25 tavolette di supporto 32 e 33. Ciò fa sì che vi siano - 18 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B piste 45 disposte su più di due livelli rispetto allo spessore. Come si noterà, procedendo nella direzione S dello spessore e secondo un verso che va dall’interno del 5 PCB 330 verso la zona 341 esterna al lato elettricamente isolato 340 si incontra uno strato di piste 45e più vicine a detta zona esterna 341, cioè tale per cui non ci sono altre piste interposte tra esse e tale zona esterna. per tale motivo le piste 45e sono dette “piste esterne”. 10 Sulle piste esterne può essere posto opzionalmente lo spessore di materiale protettivo 77, ma ciò che conta ai fini della presente invenzione è che esse sono sormontate da due strati elettricamente isolati 50 e 60. 15 Si osserva che anche le piste 45 delle forme di attuazione precedentemente descritte e ricoperte dai due strati elettricamente isolanti 50 e 60 sono da considerarsi “esterne”, in quanto non sormontate da altre piste procedendo dall’interno del PCB verso detti strati 20 isolanti 50 e 60, ma tale descrizione è stata precedente omessa in quanto ritenuta superflua per la comprensione di quei casi. La figura 19 mostra un PCB 430 secondo un’altra forma di attuazione alternativa della presente 25 invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto - 19 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B che comprende un solo strato di rame 70 e quindi un solo livello di piste 45 disposte su un lato 435 della tavoletta 32 su cui sono disposti anche i LED 20. Dal momento che la tavoletta di supporto 32 è necessariamente 5 in un materiale elettricamente isolante, per isolare elettricamente secondo la presente invenzione le piste e i carichi sul lato elettricamente isolante 440 è sufficiente aggiungere su questo lato uno dei due strati 50 o 60 alla tavoletta 32. Anche queste piste vanno 10 considerate “esterne” nel senso precedentemente detto. La figura 20 mostra un PCB 530 secondo una ulteriore forma di attuazione alternativa della presente invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto che non comprende un doppio strato elettricamente 15 isolante sul lato 540 opposto ai LED 20 ma solo uno strato 60 elasticamente deformabile (secondo alcune varianti possibili detto strato può anche non essere elettricamente isolante). Questa forma di attuazione può essere utilizzata 20 ad esempio quando non vi siano particolari esigenze di isolamento elettrico ma si desideri una interfaccia elastica 85 ad esempio per aumentare l’aderenza ad un altro componente. Nel caso in cui lo strato elasticamente deformabile 60 sia termicamente conduttivo ciò può 25 facilitare la dissipazione del calore del PCB per - 20 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B trasmissione ad un altro corpo in contatto con l’interfaccia 80. Con riferimento ora alla figura 21 è illustrata con maggior dettaglio la parte di un dispositivo 5 elettrico e/o elettronico 101 di figura 2 in cui è applicato un PCB 130. Tale dispositivo elettrico e/o elettronico è un dispositivo di illuminazione e comprende oltre al PCB 130 anche un dispositivo dissipatore di calore 90. Il 10 dissipatore 90 ha una serie di alette di raffreddamento 91, e i LED 20 sono disposti in allineamento almeno ad alcune di dette alette. Il calore è trasmesso dai LED alle alette grazie al contatto della superficie di interfaccia elastica e termicamente conduttiva 85 con il 15 fondo 86 del dissipatore 90. Il calore in particolare raggiunge tale interfaccia grazie al fatto che gli strati elettricamente isolanti 50 e 60 sono termicamente conduttivi. Si osserva inoltre che i collegamenti elettrici 48 tra i vari livelli di piste 45 possono 20 favorire essi stessi il passaggio del calore verso gli strati elettricamente isolanti 50 e 60. Sebbene sin qui si siano descritte solo forme di attuazione e varianti con un solo lato del PCB elettricamente isolato, non si escludono forme di 25 attuazione con entrambi i lati principali totalmente o - 21 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B parzialmente elettricamente isolati con almeno due strati di materiale elettricamente isolante a ricoprire almeno parzialmente detti lati. In tal caso preferibilmente gli strati elettricamente isolanti sono assenti in 5 corrispondenza dei LED e/o di altri carichi. E’ anche possibile avere LED e/o altri carichi su entrambi i lati principali del PCB. Si osserva anche che, sebbene si sia sin qui descritta la presenza di almeno due strati di isolamento 10 elettrico, è più adeguato parlare di porzioni di isolamento, comprendendo in questo modo sia il caso in cui le porzioni siano strati, sia quello in cui, in aggiunta o in alternativa, esse siano zone diversificate di uno stesso strato. Ad esempio le porzioni di uno 15 stesso strato di materiale potrebbero in tal senso avere ciascuna proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche diverse l’una dall’altra. In generale si osserva anche che sin qui gli unici carichi appartenenti al PCB che sono stati 20 descritti sono i LED, tuttavia in aggiunta o in alternativa ad essi qualsiasi tipo di carico può essere utilizzato. Sempre in via generale si osserva che sebbene la serigrafia sia ad oggi la tecnologia preferita per 25 applicare le porzioni elettricamente isolanti al PCB, in - 22 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B quanto garantisce che esse rimangano solidali ed aderenti nel tempo, non si esclude nessuna altra metodologia, compresa l’applicazione in forma di nastri adesivi e/o l’incollaggio e/o la fusione e/o il costampaggio. Sebbene 5 siano quindi preferite soluzioni in cui le porzioni di isolamento 50 e 60 aderiscono totalmente tra loro (cioè su tutta la loro superficie) in maniera permanente, non si esclude nemmeno che una o più di loro non siano solidali al PCB, pur essendo considerate parte di esso ai 10 fini dell’invenzione. Ad esempio la porzione di interfaccia elasticamente deformabile 60 potrebbe essere un tappeto elastico appoggiato allo strato elettricamente isolante di livellamento 50. Infine si osserva che sebbene si siano fin qui 15 descritti isolamenti costituiti da 2 o 3 strati o porzioni elettricamente isolanti sovrapposte nel senso dello spessore, il loro numero può essere anche maggiore. Naturalmente, le forme di attuazione e le varianti sin qui descritte ed illustrate sono a puro 20 scopo esemplificativo ed un tecnico del ramo, per soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche e varianti, tra cui ad esempio la combinazione di dette forme di attuazione e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di 25 protezione della presente invenzione quale definito dalle - 23 Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B seguenti rivendicazioni. - 24